如图1所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长．已知大气压强为p0=75cmHg．（1）若将装置翻转180°，使U形细玻璃

Question

如图1所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长．已知大气压强为p₀=75cmHg．

（1）若将装置翻转180°，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图2所示．当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；
（2）若将图1中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H=35cm，求左管水银面下降的高度．

Answer 1

（1）设左管中空气柱的长度增加h，由玻意耳定律：p₀L=（p₀-2h）（L+h）
代入数据解得：h=0或h=17.5cm
所以，左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
（2）设左管水银面下降的高度为x，左、右管水银面的高度差为y，由几何关系：x+y=H
由玻意耳定律：p₀L=（p₀-y）（L+x）
联立两式解得：x²+60x-700=0
解方程得：x=10cm    x=-70cm（舍去）  
故左管水银面下降的高度为10cm
答：（1）左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
（2）左管水银面下降的高度为10cm